JPH0529498A - Cooling system - Google Patents

Cooling system

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JPH0529498A
JPH0529498A JP18108991A JP18108991A JPH0529498A JP H0529498 A JPH0529498 A JP H0529498A JP 18108991 A JP18108991 A JP 18108991A JP 18108991 A JP18108991 A JP 18108991A JP H0529498 A JPH0529498 A JP H0529498A
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JP
Japan
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cooling
heat
heating element
cooling device
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP18108991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Ishizaka
孝男 石坂
Shuntaro Hata
俊太郎 秦
Akihiro Ishiguro
昭宏 石黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a cooling system which is used for cooling a plurality of heat generating bodies arranged on a substrate and can efficiently cool the heat radiated from the heat generating bodies. CONSTITUTION:This cooling system 21 contains a heat transfer fluid 37 having excellent thermal conductivity and, at the same time, is constituted of a plurality of cylindrical bodies 25 which cool semiconductor devices 7 while the bodies 25 are brought into contact with and rotated on semiconductor devices 7 and a carrying means composed of a drive motor 29 which successively carries the bodies 25 to the devices 7, roller 33, and guide roller 27.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パッケージ内や基板上
に配設される半導体デバイス等の発熱体を冷却するため
の冷却装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for cooling a heating element such as a semiconductor device arranged in a package or on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に配設される超LSI等の半導体
デバイスの発熱体は、動作時に発熱するので、その性能
を維持するために冷却装置により冷却が行われている。
従来冷却方法には、ファン等で風を吹き付けて複数個の
半導体デバイスを同時に冷却する強制空冷方法や、冷却
体を半導体デバイスに接触させて半導体デバイスの熱を
奪い冷却する接触熱伝導方法等が一般的であり、これら
の冷却方法の他には自然空冷方法や液冷却方法等がある
が、前記強制空冷方法や接触熱伝導方法による冷却に比
較すると冷却効率が悪い。
2. Description of the Related Art Since a heating element of a semiconductor device such as a VLSI arranged on a substrate generates heat during operation, it is cooled by a cooling device in order to maintain its performance.
Conventional cooling methods include a forced air cooling method in which a plurality of semiconductor devices are simultaneously cooled by blowing air with a fan or the like, and a contact heat conduction method in which a cooling body is brought into contact with a semiconductor device to remove heat from the semiconductor device and cool the semiconductor device. In general, there are natural air cooling method, liquid cooling method and the like other than these cooling methods, but the cooling efficiency is poor as compared with the cooling by the forced air cooling method or the contact heat conduction method.

【0003】図12及び図13には、上記した従来の強
制空冷方法による冷却装置1、3が示されている。図1
2に示す冷却装置1は、基板5上に実装された複数個の
半導体デバイス7の上部に複数のファン9を配置して、
半導体デバイス7に向けて風を吹き付けて冷却する。
12 and 13 show cooling devices 1 and 3 based on the above-described conventional forced air cooling method. Figure 1
In the cooling device 1 shown in FIG. 2, a plurality of fans 9 are arranged above the plurality of semiconductor devices 7 mounted on the substrate 5,
Air is blown toward the semiconductor device 7 to cool it.

【0004】また、図13に示す冷却装置3は、筐体1
1内に収納された複数の半導体デバイス7の放熱用のフ
ィン13を筐体11の側部に配置されたファンにより強
制空冷して半導体デバイス7を冷却する。
The cooling device 3 shown in FIG.
The semiconductor device 7 is cooled by forcibly cooling the fins 13 for heat dissipation of the plurality of semiconductor devices 7 housed in the housing 1 by a fan arranged on the side of the housing 11.

【0005】ところが、上記冷却装置1では、複数個の
半導体デバイス7の冷却効果を高めるために半導体デバ
イス7に均一に風を吹き付けるにはファン9の数量を増
やすか、ファン9の容量を大きくしなければならない。
このため冷却装置1が大型化する。
However, in the cooling device 1, in order to uniformly blow air to the semiconductor devices 7 in order to enhance the cooling effect of the plurality of semiconductor devices 7, the number of fans 9 is increased or the capacity of the fans 9 is increased. There must be.
Therefore, the cooling device 1 becomes large.

【0006】また、上記冷却装置3では、複数個の半導
体デバイス7の冷却効果を高めるために半導体デバイス
7に連結されているフィン13の表面面積を大きくする
必要がある。このため冷却装置3が大型化する。さら
に、この冷却装置3では、図14に示す如くファン15
からの風は一方向から供給されるものであり、ファン1
5に近い位置のフィン11は冷却効果が高いが、ファン
15から遠くなればなるほど、ファン15に近い位置の
フィン11により風が遮られて、冷却効率が低くなる。
Further, in the cooling device 3, it is necessary to increase the surface area of the fins 13 connected to the semiconductor devices 7 in order to enhance the cooling effect of the plurality of semiconductor devices 7. Therefore, the cooling device 3 becomes large. Furthermore, in this cooling device 3, as shown in FIG.
The wind from the fan is supplied from one direction and the fan 1
The fins 11 located closer to 5 have a higher cooling effect, but as the distance from the fan 15 increases, the air is blocked by the fins 11 located closer to the fan 15, and the cooling efficiency decreases.

【0007】また、図15には接触熱伝導方法による冷
却装置17が示されている。この冷却装置17は、半導
体デバイス7が熱的に接続されたパッケージ18の上部
に、冷却体20を接触させ、この冷却体20に半導体デ
バイス7の熱をパッケージ18を介してに放出して、半
導体デバイス7を冷却する。
Further, FIG. 15 shows a cooling device 17 by a contact heat conduction method. In this cooling device 17, a cooling body 20 is brought into contact with an upper portion of a package 18 to which the semiconductor device 7 is thermally connected, and the heat of the semiconductor device 7 is radiated to the cooling body 20 via the package 18. The semiconductor device 7 is cooled.

【0008】ところが、上記接触熱伝導方法による冷却
装置17では、接触面の熱伝達率が非常に悪い。すなわ
ち図16に示す如く、固体と固体の接触は、面精度の限
界から理論上は点接触の集合と見るべきであり、面積の
ほとんどは熱伝達率の悪い空気を介しているからであ
る。
However, in the cooling device 17 using the contact heat conduction method, the heat transfer coefficient of the contact surface is very poor. That is, as shown in FIG. 16, solid-to-solid contact should be theoretically regarded as a set of point contacts due to the limit of surface accuracy, and most of the area is through air having a poor heat transfer coefficient.

【0009】そこで、接触面の面圧を高くすればある程
度熱伝達率が良くなるが、半導体デバイス等においては
パッケージ18に無理な外力を付与することは故障の原
因となり好ましくないことは明らかである。そのため半
導体デバイスの性能を維持することができなくなる。
Therefore, if the contact pressure of the contact surface is increased, the heat transfer coefficient is improved to some extent, but it is obvious that in a semiconductor device or the like, it is not preferable to apply an unreasonable external force to the package 18 as a cause of failure. . Therefore, the performance of the semiconductor device cannot be maintained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の強制空冷方法による冷却装置1、3では、冷却装置全
体の規模が大きくなり、基板5上に半導体デバイスを高
密度に実装をすることが出来ないという問題がある。ま
た、上記従来の強制空冷方法による冷却装置1、3で
は、冷却効率が悪いという問題がある。
As described above, in the cooling devices 1 and 3 according to the above-described conventional forced air cooling method, the scale of the entire cooling device becomes large, and the semiconductor devices are mounted on the substrate 5 at a high density. There is a problem that you can not do. Further, the cooling devices 1 and 3 based on the conventional forced air cooling method have a problem that the cooling efficiency is poor.

【0011】また、上記接触熱伝導方法による冷却装置
17では、パッケージ18と却体20との接触面に熱伝
達率の悪い空気を介しているので、熱伝達効率が悪く、
冷却効率が悪いという問題がある。
Further, in the cooling device 17 based on the contact heat conduction method, since air having a poor heat transfer coefficient is interposed at the contact surface between the package 18 and the package 20, the heat transfer efficiency is poor,
There is a problem of poor cooling efficiency.

【0012】そこで本発明は、発熱体から放出された熱
を効率良く冷却出来る冷却装置を提供することが目的で
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling device capable of efficiently cooling the heat emitted from the heating element.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の発明では、良熱伝導性の流体を含有する
と共に発熱体の表面に接触回転して発熱体を冷却する複
数個の筒体と、これらの筒体を発熱体に向けて順次搬送
する搬送手段とからなることを特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the invention as set forth in claim 1, a plurality of fluid containing a fluid having good heat conductivity and rotating in contact with the surface of the heating element to cool the heating element. It is characterized in that it comprises a cylindrical body and a conveying means for sequentially conveying these cylindrical bodies toward the heating element.

【0014】請求項2の発明では、高圧流体が供給され
ると共に前記複数個の発熱体の近傍に配管される管体
と、管体に設けられて管体に供給された高圧流体を発熱
体に向けて吐出する孔部あるいは、この孔部に連結され
たノズルとからなることを特徴としている。
According to the second aspect of the present invention, a high pressure fluid is supplied to the heating element, and a high pressure fluid supplied to the heating element is provided in the tube body. And a nozzle connected to the hole.

【0015】請求項3の発明では、パッケージの外表面
と放熱器との間に塗布された伝熱流体と、この伝熱流体
と放熱器あるいはパッケージの外表面との間に塗布され
た酸化被膜層とを設けたことを特徴としている。
According to the third aspect of the present invention, the heat transfer fluid applied between the outer surface of the package and the radiator and the oxide film applied between the heat transfer fluid and the outer surface of the radiator or the package. It is characterized in that layers are provided.

【0016】[0016]

【作用】請求項1の発明によれば、複数個の筒体を搬送
手段によって発熱体に順次搬送する。このとき、筒体の
表面には良熱伝導性の流体が塗布されており、発熱体の
表面に接触回転することにより、発熱体の熱を奪って、
発熱体を冷却する。この筒体は発熱体との接触面に良熱
伝導性の流体が含有されているので、発熱体の表面と隙
間なく接触することが出来る。
According to the first aspect of the present invention, the plurality of cylindrical bodies are sequentially conveyed to the heating element by the conveying means. At this time, the surface of the cylindrical body is coated with a fluid having good thermal conductivity, and by rotating in contact with the surface of the heating element, the heat of the heating element is taken away,
Cool the heating element. Since this cylindrical body contains a fluid having good thermal conductivity on the contact surface with the heating element, it can contact the surface of the heating element without any gap.

【0017】従って、本発明によれば、従来のように筒
体と発熱体との間に伝熱効率の悪い空気が存在しないの
で、発熱体の熱を効率良く筒体に伝えることが出来、効
率良く発熱体を冷却することが出来る。
Therefore, according to the present invention, since air having poor heat transfer efficiency does not exist between the cylindrical body and the heating element as in the conventional case, the heat of the heating element can be efficiently transferred to the cylindrical element, and the efficiency can be improved. The heating element can be cooled well.

【0018】請求項2の発明によれば、管体に供給され
た高圧流体が、孔部あるいはノズル部から発熱体に向け
て吐出される。孔部あるいはノズル部から吐出する高圧
流体はジュールトムソン効果により低温になり、この低
温となった高圧流体が発熱体から熱を奪うことにより、
発熱体を冷却する。
According to the second aspect of the invention, the high-pressure fluid supplied to the pipe is discharged from the hole or nozzle toward the heating element. The high-pressure fluid discharged from the holes or nozzles becomes a low temperature due to the Joule-Thomson effect, and the high-pressure fluid having a low temperature removes heat from the heating element,
Cool the heating element.

【0019】本発明によれば、孔部あるいはノズル部が
発熱体の近傍に設けられた発熱体の各々に低温になった
流体が吐出されるので、発熱体を効率良く冷却すること
が出来る。また、本発明によれば、管体を発熱体の近傍
に配設し、この管体に孔部あるいはノズルを設けて、管
体に高圧流体を供給するだけで、発熱体を冷却すること
が出来るので、装置が大型化することがなく、半導体デ
バイスの高密度実装が可能となる。
According to the present invention, since the fluid having a low temperature is discharged to each of the heating elements provided with the holes or nozzles in the vicinity of the heating element, the heating element can be cooled efficiently. Further, according to the present invention, the heating element can be cooled only by disposing the tube body in the vicinity of the heating element, providing the tube section with a hole or a nozzle, and supplying a high pressure fluid to the tube body. Therefore, it is possible to mount the semiconductor device at high density without increasing the size of the device.

【0020】請求項3の発明によれば、パッケージの外
表面と放熱器との間に設けられた伝熱流体と、この伝熱
流体と放熱器あるいはパッケージの外表面との間に塗布
された酸化被膜層とが接触して、パッケージと放熱器と
を接続する。この接続では、従来のように固体と固体と
が接触する場合の点接触の集合ではなく、酸化被膜層と
伝熱流体とが隙間なく接触するので、パッケージの熱を
効率良く放熱器に伝達することが出来る。これによりパ
ッケージの熱を効率良く放熱器に放出して、パッケージ
を効率良く冷却することが出来る。
According to the third aspect of the present invention, the heat transfer fluid provided between the outer surface of the package and the radiator and the heat transfer fluid is applied between the heat transfer fluid and the outer surface of the radiator or the package. The oxide film layer makes contact and connects the package and the radiator. In this connection, the oxide film layer and the heat transfer fluid are in contact with each other without a gap, unlike the conventional case where solids are in contact with each other, and the heat of the package is efficiently transferred to the radiator. You can As a result, the heat of the package can be efficiently released to the radiator and the package can be cooled efficiently.

【0021】[0021]

【実施例】次に本発明に係る冷却装置の実施例について
図1乃至図12を用いて説明する。なお、従来と同構成
部分については図面に同符号を付して重複した説明を省
略する。
Embodiments Next, embodiments of the cooling device according to the present invention will be described with reference to FIGS. It should be noted that the same components as those of the related art are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description will be omitted.

【0022】第1実施例 図1には第1実施例の冷却装置21が示されている。同
図において、冷却装置21は、ループ状に形成された無
端のばね性部材23と、このばね性部材23に並列にか
つ回転自在に取り付けられた複数の筒体25と、ばね性
部材23が巻き掛けられるガイドローラ27及び駆動モ
ータ29の回転軸31に固着されたローラ33と、ガイ
ドローラ27側及びローラ33側に配置されて筒体25
を冷却する冷却部35とで構成され、図2に示す如く、
筒体25の表面には、シリコーン油やグリース等の良熱
伝導性の伝熱流体37が塗布されている。
First Embodiment FIG. 1 shows a cooling device 21 of the first embodiment. In the figure, the cooling device 21 includes an endless spring member 23 formed in a loop shape, a plurality of cylindrical bodies 25 attached to the spring member 23 in parallel and rotatably, and a spring member 23. The guide roller 27 wound around the roller 33 and the roller 33 fixed to the rotation shaft 31 of the drive motor 29, and the tubular body 25 disposed on the guide roller 27 side and the roller 33 side.
And a cooling unit 35 for cooling the
A heat transfer fluid 37 having good heat conductivity such as silicone oil or grease is applied to the surface of the cylindrical body 25.

【0023】なお、上記冷却部35は、例えば筐体内に
冷風を送り込んで筒体25から熱を奪って筒体25を冷
却しても良く、種々の冷却手段を用いることが出来る。
The cooling unit 35 may cool the cylindrical body 25 by sending cold air into the housing to remove heat from the cylindrical body 25, and various cooling means can be used.

【0024】上記冷却装置21により、半導体デバイス
7を冷却するには、ばね性部材23の直線部26の外側
に複数の半導体デバイス7を配置し、駆動モータ29の
回転駆動力により図1の時計方向にばね性部材23を搬
送して筒体25を半導体デバイス7の表面に接触させな
がら移動させる。このとき半導体デバイス7がばね性部
材23から押圧されるように、半導体デバイス7を直線
部26に配置している。
In order to cool the semiconductor device 7 with the cooling device 21, a plurality of semiconductor devices 7 are arranged outside the linear portion 26 of the spring member 23, and the rotation driving force of the drive motor 29 causes the timepiece of FIG. The elastic member 23 is conveyed in the direction to move the cylindrical body 25 while contacting the surface of the semiconductor device 7. At this time, the semiconductor device 7 is arranged in the linear portion 26 so that the semiconductor device 7 is pressed by the spring member 23.

【0025】半導体デバイス7の表面は拡大すると図2
に示す如く凹凸形状であり、この凹凸形状の半導体デバ
イス7の表面を筒体25が回転しながら通過する。この
通過中に伝熱流体37が半導体デバイス7の熱を奪い、
筒体25に放出して、半導体デバイス7を冷却する。
When the surface of the semiconductor device 7 is enlarged, FIG.
As shown in FIG. 5, the cylindrical body 25 rotates while passing over the surface of the semiconductor device 7 having the uneven shape. During this passage, the heat transfer fluid 37 takes heat of the semiconductor device 7,
It is discharged into the cylindrical body 25 and the semiconductor device 7 is cooled.

【0026】これにより、半導体デバイス7から発生し
た熱を効率良く冷却することが出来る。
As a result, the heat generated from the semiconductor device 7 can be efficiently cooled.

【0027】第2実施例 次に第2実施例について図3を用いて説明する。本実施
例は半導体デバイス7の上記冷却装置21への配置位置
が異なる例である。図3に示す如く本実施例では、ばね
性部材23の直線部26の外側と内側に複数個の半導体
デバイス7を配置し、例えば内側の半導体デバイス7に
筒体25を順次接触通過させて冷却した後に、外側の半
導体デバイスに筒体25を順次接触通過させて冷却す
る。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is an example in which the semiconductor device 7 is arranged at a different position in the cooling device 21. As shown in FIG. 3, in this embodiment, a plurality of semiconductor devices 7 are arranged on the outside and inside of the linear portion 26 of the spring member 23, and the semiconductor device 7 on the inside is sequentially passed through the cylindrical body 25 to cool. After that, the cylindrical body 25 is sequentially passed through the outer semiconductor device to cool it.

【0028】本実施例によれば、多数の半導体デバイス
7を一度に冷却することが出来る。
According to this embodiment, many semiconductor devices 7 can be cooled at once.

【0029】第3実施例 次に第3実施例について図4及び図5を用いて説明す
る。本実施例の冷却装置41は、高圧流体が供給される
と共に筐体11内の複数個の半導体デバイス7の近傍に
配管される細管43と、細管43に設けられて細管43
に供給された高圧流体を半導体デバイス7に噴出する細
孔45と、細管43に高圧流体を供給するコンプレッサ
47と、細管43とコンプレッサ47との間に配置され
たバルブ49とで構成され、図5に示す如く、細孔45
は半導体デバイス7の表面に位置している。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The cooling device 41 of the present embodiment is provided with a high-pressure fluid and is provided with a thin tube 43 provided near the plurality of semiconductor devices 7 in the housing 11, and a thin tube 43 provided in the thin tube 43.
Is composed of pores 45 that eject the high-pressure fluid supplied to the semiconductor device 7 to the semiconductor device 7, a compressor 47 that supplies the high-pressure fluid to the thin tube 43, and a valve 49 that is arranged between the thin tube 43 and the compressor 47. 5, as shown in FIG.
Are located on the surface of the semiconductor device 7.

【0030】上記冷却装置41で基板5上の複数個の半
導体デバイス7を冷却するには、バルブ49を開放し
て、コンプレッサ47により圧縮された高圧流体を細管
43に供給する。細管43に高圧流体が供給されると、
この高圧流体は細孔45から半導体デバイス7の表面に
向けて噴出される。このとき噴出される流体はジュール
トムソン効果により低温になり、この低温状態で半導体
デバイス7に噴出される。半導体デバイス7に噴出され
た流体は半導体デバイス7から熱を奪って、半導体デバ
イス7を冷却する。
To cool the plurality of semiconductor devices 7 on the substrate 5 by the cooling device 41, the valve 49 is opened and the high pressure fluid compressed by the compressor 47 is supplied to the thin tube 43. When the high-pressure fluid is supplied to the thin tube 43,
This high-pressure fluid is ejected from the pores 45 toward the surface of the semiconductor device 7. The fluid ejected at this time has a low temperature due to the Joule-Thomson effect, and is ejected to the semiconductor device 7 in this low temperature state. The fluid ejected to the semiconductor device 7 removes heat from the semiconductor device 7 and cools the semiconductor device 7.

【0031】本実施例によれば、放熱用のフィンが不要
となり、装置を小型にすることが出来るので高密度実装
が可能となると共に、ジュールトムソン効果によって低
温になった流体を、半導体デバイス7にそれぞれと吹き
付けるため、より高い冷却効果を得ることが出来る。
According to the present embodiment, the fins for heat dissipation are not required and the apparatus can be downsized so that high density mounting is possible and the fluid whose temperature is lowered by the Joule-Thomson effect can be removed from the semiconductor device 7. Since it sprays on each of them, a higher cooling effect can be obtained.

【0032】第4実施例 次に第4実施例について図6を用いて説明する。図6に
示す如く本実施例の冷却装置50は、基本構成は図4に
示す第3実施例の冷却装置と同等であるが、各々の細管
43とコンプレッサ47との間には電磁開閉弁51が配
設されている。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the cooling device 50 of this embodiment has the same basic configuration as the cooling device of the third embodiment shown in FIG. 4, but an electromagnetic opening / closing valve 51 is provided between each thin tube 43 and the compressor 47. Is provided.

【0033】これらの電磁開閉弁51は制御装置53に
接続されている。この制御装置53には、筐体11内の
半導体デバイス7間に配置されて、半導体デバイス7間
の温度を検出する温度検出器55が接続されている。
These electromagnetic on-off valves 51 are connected to the control device 53. A temperature detector 55 that is arranged between the semiconductor devices 7 in the housing 11 and detects the temperature between the semiconductor devices 7 is connected to the control device 53.

【0034】上記冷却装置により筐体11内の半導体デ
バイス7を冷却するには、温度検出器55の検出結果に
基づいて、比較的温度の高い半導体デバイス7や、動作
頻度が高い半導体デバイス7に対し、これらの半導体デ
バイス7の近傍に配置された細管43に対応する電磁開
閉弁51を開放して高圧流体を供給する。これにより比
較的温度の高い半導体デバイス7や、動作頻度の高い半
導体デバイス7に対しこれらを選択的に冷却することが
出来る。
In order to cool the semiconductor device 7 in the housing 11 with the cooling device, the semiconductor device 7 having a relatively high temperature or the semiconductor device 7 having a high operation frequency is detected based on the detection result of the temperature detector 55. On the other hand, the electromagnetic on-off valve 51 corresponding to the thin tube 43 arranged near these semiconductor devices 7 is opened to supply the high-pressure fluid. As a result, the semiconductor device 7 having a relatively high temperature and the semiconductor device 7 having a high operation frequency can be selectively cooled.

【0035】また、上記第3実施例と同様に、本実施例
によれば、放熱用のフィンが不要になり、高密度実装が
可能となると共に、ジュールトムソン効果により低温に
なった流体を、半導体デバイス7の一つ一つに局所的に
吹き付けるため、より高い冷却効果が得られる。
Further, similar to the third embodiment, according to this embodiment, the fin for heat radiation is not required, high density mounting is possible, and the fluid whose temperature is lowered by the Joule-Thomson effect is Since each of the semiconductor devices 7 is locally sprayed, a higher cooling effect can be obtained.

【0036】第5実施例 次に第5実施例について図7を用いて説明する。本実施
例は、半導体デバイス7の表面に対応して、細管43に
細孔45を複数設けた例である。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example in which a plurality of pores 45 are provided in the thin tube 43 corresponding to the surface of the semiconductor device 7.

【0037】本実施例によれば、半導体デバイス7に吹
き付ける流体の量が多くなるので、半導体デバイス7を
集中的に冷却することが出来る。
According to this embodiment, the amount of fluid sprayed on the semiconductor device 7 is large, so that the semiconductor device 7 can be cooled intensively.

【0038】なお、上記第3乃至第5実施例において細
管43の細孔45にノズルを連結してジュールトムソン
効果を高めることができる。
In the third to fifth embodiments, the Joule-Thomson effect can be enhanced by connecting a nozzle to the pore 45 of the thin tube 43.

【0039】第6実施例 次に第6実施例について図8乃至図10を用いて説明す
る。本実施例の冷却装置57は、図8及び図9に示す如
く、半導体チップ7´が収納されたパッケージ18と接
触した冷却板20と、この冷却板20に接続されて容器
を形成する可撓性のべローズ59と、このべローズ59
の上部開口を閉止するように連結された放熱器61とで
構成されている。
Sixth Embodiment Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10. As shown in FIGS. 8 and 9, the cooling device 57 of this embodiment includes a cooling plate 20 that is in contact with the package 18 in which the semiconductor chips 7 ′ are housed, and a flexible plate that is connected to the cooling plate 20 to form a container. Sex bellows 59 and this bellows 59
And a radiator 61 connected so as to close the upper opening of the radiator.

【0040】上記べローズ59と冷却板20で形成され
る容器内にはフレオン等の熱媒流体63が封入されてい
る。また、図10に示す如く、冷却板20の表面には、
濡れ性の良い酸化被膜処理(商品名BB処理、ブラスボ
ンド処理)が施されている。この酸化被膜処理は銅素地
又は銅メッキ上に生成される処理で、黒色で処理直後は
ビロード状の面であり、水等の流体に対して非常に濡れ
性が良く、付着しやすい。この酸化被膜層65は表面が
針状の微細結晶のため、図10に示す如く表面積が非常
に大きくなる。この酸化被膜層65とパッケージ18と
の間には、水、シリコーン油等の油類やグリース等の熱
伝導性の伝熱流体67を充填する。
A heat medium fluid 63 such as Freon is enclosed in a container formed by the bellows 59 and the cooling plate 20. Further, as shown in FIG. 10, on the surface of the cooling plate 20,
An oxide film treatment with good wettability (brand name BB treatment, brass bond treatment) is applied. This oxide film treatment is a treatment generated on a copper substrate or copper plating. It is black and has a velvety surface immediately after the treatment, and has very good wettability to fluids such as water and easily adheres thereto. Since the surface of the oxide film layer 65 is needle-like fine crystals, the surface area becomes very large as shown in FIG. A space between the oxide film layer 65 and the package 18 is filled with oil, such as water or silicone oil, or a heat conductive heat transfer fluid 67 such as grease.

【0041】半導体チップ7´からパッケージ18に伝
達された熱は、伝熱流体67に固体−液体熱伝達として
伝わり、次に伝熱流体67から酸化被膜層65へ液体−
固体熱伝達として伝わる。さらに酸化被膜層65から冷
却板20へは固体内の伝導で伝わる。
The heat transferred from the semiconductor chip 7 ′ to the package 18 is transferred to the heat transfer fluid 67 as solid-liquid heat transfer, and then the liquid is transferred from the heat transfer fluid 67 to the oxide film layer 65.
Transmitted as solid heat transfer. Further, it is transmitted from the oxide film layer 65 to the cooling plate 20 by conduction in the solid.

【0042】本実施例によれば、従来のように固体−固
体の接触による熱伝導において、空気を介した伝導がな
くなり、良熱伝導性の流体を介した伝熱となるため熱抵
抗が大幅に減り、伝熱効率が向上する。酸化被膜層65
の表面積は、何も処理しない場合に比較して、大幅に広
くなり、伝熱流体67との熱伝達を向上させる。
According to the present embodiment, in the conventional heat conduction by solid-solid contact, conduction through air is eliminated, and heat is transferred through a fluid having good thermal conductivity, so that the thermal resistance is large. The heat transfer efficiency is improved. Oxide film layer 65
Has a significantly larger surface area, and improves heat transfer with the heat transfer fluid 67.

【0043】従って、本実施例によれば、パッケージ1
8からの熱を効率良く冷却することが出来る。
Therefore, according to this embodiment, the package 1
The heat from 8 can be efficiently cooled.

【0044】第7実施例 次に第7実施例について図11を用いて説明する。本実
施例はパッケージ18の表面に酸化被膜処理を施して、
これらの間に伝熱流体67を充填した例である。
Seventh Embodiment Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the surface of the package 18 is subjected to an oxide film treatment,
This is an example in which the heat transfer fluid 67 is filled between them.

【0045】本実施例によれば、半導体チップ7´から
の熱がパッケージ18に伝達され、酸化被膜層65に固
体−固体の熱伝導で伝わり、酸化被膜層65から伝熱流
体67に固体−液体の熱伝導で伝わる。そして伝熱流体
67から酸化被膜層65に液体−固体の熱伝導で伝わ
り、酸化被膜層65から冷却板20に伝わる。
According to this embodiment, the heat from the semiconductor chip 7'is transferred to the package 18 and is transferred to the oxide film layer 65 by solid-solid heat conduction, and from the oxide film layer 65 to the heat transfer fluid 67. It is transmitted by the heat conduction of liquid. Then, the heat is transferred from the heat transfer fluid 67 to the oxide film layer 65 by liquid-solid heat conduction, and from the oxide film layer 65 to the cooling plate 20.

【0046】本実施例によれば、さらに熱伝導効率が向
上する。
According to this embodiment, the heat transfer efficiency is further improved.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る冷却装
置にれば、発熱体から放出された熱を効率良く冷却出来
るという優れた効果が得られる。
As described above, according to the cooling device of the present invention, the excellent effect that the heat emitted from the heating element can be efficiently cooled can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る冷却装置の第1実施例を示す側面
図である。
FIG. 1 is a side view showing a first embodiment of a cooling device according to the present invention.

【図2】筒体と半導体デバイスの表面との関係を示す拡
大側面図である。
FIG. 2 is an enlarged side view showing the relationship between the cylindrical body and the surface of the semiconductor device.

【図3】第2実施例の冷却装置を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a cooling device according to a second embodiment.

【図4】第3実施例の冷却装置を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a cooling device according to a third embodiment.

【図5】半導体デバイスと、細管と、細孔との関係を示
す拡大した側面図である。
FIG. 5 is an enlarged side view showing a relationship among a semiconductor device, a thin tube, and a fine hole.

【図6】第4実施例の冷却装置を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a cooling device according to a fourth embodiment.

【図7】第5実施例の細管と細孔と半導体デバイスとの
関係を示す拡大した側面図である。
FIG. 7 is an enlarged side view showing the relationship between a thin tube, pores and a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図8】第5実施例の冷却装置を示す側面図である。FIG. 8 is a side view showing a cooling device of a fifth embodiment.

【図9】図8の一部を拡大して半導体チップと、パッケ
ージと、冷却板との関係を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a relationship between a semiconductor chip, a package, and a cooling plate by enlarging a part of FIG.

【図10】冷却板とパッケージとの関係を示す拡大した
側面図である。
FIG. 10 is an enlarged side view showing the relationship between the cooling plate and the package.

【図11】第7実施例の冷却板とパッケージとの関係を
示す拡大した側面図である。
FIG. 11 is an enlarged side view showing the relationship between the cooling plate and the package of the seventh embodiment.

【図12】従来の強制空冷式の冷却装置を示す側面図で
ある。
FIG. 12 is a side view showing a conventional forced air cooling type cooling device.

【図13】従来の強制空冷式の冷却装置の他の例を示す
側面図である。
FIG. 13 is a side view showing another example of a conventional forced air cooling type cooling device.

【図14】図13の位置部を拡大した側面図である。FIG. 14 is an enlarged side view of the position portion of FIG.

【図15】従来の接触式の冷却装置を示す側面図であ
る。
FIG. 15 is a side view showing a conventional contact type cooling device.

【図16】図15の一部を拡大しパッケージと冷却板の
関係を示す拡大側面図である。
16 is an enlarged side view showing a relationship between a package and a cooling plate by enlarging a part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 基板 7 半導体デバイス 11 筐体 21、41、57 冷却装置 23 ばね性部材 25 筒体 37、67 伝熱流体 43 細管 45 細孔 47 コンプレッサ 65 酸化被膜層 5 substrates 7 Semiconductor devices 11 housing 21, 41, 57 Cooling device 23 Spring member 25 cylinder 37, 67 Heat transfer fluid 43 thin tube 45 pores 47 Compressor 65 Oxide film layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に配設された複数個の発熱体の冷
却を行う冷却装置において、良熱伝導性の流体が表面に
塗布されると共に前記発熱体の表面に接触回転して前記
発熱体を冷却する複数個の筒体と、これらの筒体を前記
発熱体に向けて順次搬送する搬送手段とからなることを
特徴とする冷却装置。
1. A cooling device for cooling a plurality of heating elements arranged on a substrate, wherein a fluid having a good thermal conductivity is applied to the surface of the heating element and the surface of the heating element is rotated in contact therewith to generate the heat. A cooling device comprising a plurality of cylinders for cooling the body, and a conveying means for sequentially conveying the cylinders toward the heating element.
【請求項2】 基板上に配設された複数個の発熱体の冷
却を行う冷却装置において、高圧流体が供給されると共
に前記複数個の発熱体の近傍に配管される管体と、前記
管体に設けられて前記管体に供給された高圧流体を前記
発熱体に向けて吐出する孔部とからなることを特徴とす
る冷却装置。
2. A cooling device for cooling a plurality of heat generating elements arranged on a substrate, wherein a high-pressure fluid is supplied and a pipe is provided near the plurality of heat generating elements, and the pipe. A cooling device comprising: a hole provided in a body for discharging a high-pressure fluid supplied to the tube toward the heating element.
【請求項3】 パッケージ内に配設された複数個の発熱
体の熱を、前記パッケージの外表面に熱的に接続された
放熱器により放出して、前記発熱体を冷却する冷却装置
において、前記パッケージの外表面と前記放熱器との間
に酸化被膜層とを形成すると共に、この酸化被膜層表面
に伝熱流体を保持させ、前記発熱体の熱を伝熱流体及び
酸化被膜層に放出して前記発熱体を冷却することを特徴
とする冷却装置。
3. A cooling device for cooling the heating element by releasing the heat of a plurality of heating elements arranged in the package by a radiator thermally connected to the outer surface of the package, An oxide film layer is formed between the outer surface of the package and the radiator, and a heat transfer fluid is retained on the surface of the oxide film layer to release the heat of the heating element to the heat transfer fluid and the oxide film layer. And a cooling device for cooling the heating element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4869858A (en) * 1986-02-12 1989-09-26 Toa Nenryo Kogyo Kabushiki Kaisha Processes for producing polysiloxazanes and silicon oxynitride fibers
US9064427B2 (en) 2006-08-25 2015-06-23 The Nippon Dental University Medical training apparatus

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